Đồ án xử lí nước thiết kế trạm xử lí nước thiên nhiên

I. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
1. Xác định các chỉ tiêu còn lại trong nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức độ chính
xác các chỉ tiêu nguồn nước
a. Tổng hàm lượng muối
Tổng hàm lượng muối trong nước nguồn được tính theo công thức sau:

[SiO2− ]
P= ∑ Me+ + ∑ Ae− + 1,4.[ Fe2+ ] + 0,5.[ HCO3− ] + 0,13.
Trong đó:
- ∑ Me + : Tổng hàm lượng các ion dương
Ta có:

∑ Ae
∑ Me

−

: Tổng hàm lượng các ion âm

+

= Ca 2+ + Ca 2+ + Mg 2+ + NH 4+

[

] [

] [

] [

]

= 74,5 + 28 + 14,6 + 2,34

hay:∑ Me+ = 119,54 (mg/l)

∑ Ae

−

[ ] [

] [

] [

= Cl − + SO42− + NO2− + NO3−

]

= 42 + 94 + 0,1 + 0,2

hay:

∑ Ae

−

= 146,3

Như vậy:
P = 119,54+ 146,3 + 1,4× 22 + 0,5× 227+ 0,13 × 1,65
⇒ P = 410,35 (mg/l)
Xác định lượng CO2 tự do có trong nước nguồn

b.

Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào P, t 0, Ki, PH và được xác định
theo biểu đồ Langlier
Với:
P =410,35 (mg/l)
t0 =200C
PH = 7,2
Ki0 = 3,72 (mg/l)
Tra biểu đồ ta xác định được hàm lượng [CO2] tự do là 21,5 (mg/l)
c. Kiểm tra độ Kiềm toàn phần
Do PH = 7,2 nên độ Kiềm toàn phần của nước chủ yếu là do [HCO 3-], ta xác định
được:
Kitf ≈

[HCO -]
3

61,02

=

227
= 3,72 (mg/l)
61,02

Như vậy độ Kiềm toàn phần xấp xỉ độ cứng Cacbonat = 3,72 (mg/l) nên số liệu
tính toán là chính xác.

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

1


2. Đánh giá chất lượng nguồn nước
Dựa theo

TIÊU CHUẨN VỆ SINH NƯỚC ĂN UỐNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số

1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 của Bộ Y tế) và các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn
ta thấy nguồn nước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:
1. Độ Oxy hoá Pemaganat = 10 (mgO2/l) > 2 (mgO2/l)
2. Hàm lượng Fe2+ = 22 (mg/l) > 0,3 (mg/l)
3. Hàm lượng H2S =0,09 (mg/l) > 0 (mg/l)
4. Hàm lượng NO2- = 0,1 (mg/l) > 0 (mg/l)
5. Hàm lượng cặn lơ lửng = 8 (mg/l) > 3 (mg/l)
6. Chỉ số Ecôli = 82 (con) > 0 (con)
3. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ
Do hàm lượng Fe2+ = 22(mg/l), công suất trạm Q = 12000 (m3/ngđ) nên để xử lý sắt ta
dùng phương pháp làm thoáng tự nhiên.
a. Kiểm tra xem trước khi xử lý có phải Clo hoá sơ bộ hay không
-

Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trường hợp sau:
[O2]0 > 0,15× [Fe2+] + 3
Nước nguồn có chứa NH3, NO2
Do [O2] = 10 (mg/l) > 0,15× [Fe2+] + 3 = 0,15× 17 + 3 = 5,55 (mg/l) nên cầu phải Clo

hoá sơ bộ.
Liều lưọng clo cần thiết để sơ bộ khử sắt : L1Cl=0,5 . [O2] = 0,5 . 10 = 5 mg/l
Trong nước nguồn có chứa NH3 (ở dạng NH4+) và NO2- nên ta phải Clo hoá sơ bộ.
Liều lượng Clo
LCl2 = 6× [NH4+] + 1,5× [NO2-] + 3 (mg/l)
= 6× 2,34 + 1,5× 0,1 + 3 = 17,19 (mg/l)
Liều lượng Clo dùng để Clo hoá sơ bộ tính theo công thức:
Lcl =L1Cl + LCl2 =17,19 + 5 = 22,19 (mg /l)
b. Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng
 Độ kiềm sau khi làm thoáng:
Ki* = Ki0 − 0,036× [Fe2+]
Trong đó:
- Ki0 : Độ kiềm của nước nguồn = 3,72 (mg/l)

⇒

Ki* = 3,72 - 0,036 × 22 = 2,928 (mgđl/l)
 Hàm lượng CO2 sau khi làm thoáng:
CO2* = (1-a)× CO20 + 1,57× [Fe2+]
Trong đó:
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

2

a : Hệ số kể đến hiệu quả khử CO 2 bằng công trình làm thoáng. Chọn phương
pháp làm thoáng tự nhiên ⇒ a = 0,7
-

CO20 : Hàm lượng khí Cácbonic tự do ở trong nước nguồn = 21,5 (mg/l)
⇒ CO2* = (1-0,7)× 21,5 + 1,57× 22 = 40,99 (mg/l)
-

 Độ PH của nước sau khi làm thoáng:
Từ biểu đồ quan hệ giữa PH, Ki, CO2 ứng với các giá trị đã biết:
Ki* = 2,928
CO2* = 40,99 (mg/l)
t0 = 20 0C
P = 410,35 (mg/l)
Tra biểu đồ quan hệ giữa lượng PH, Ki, CO2 ta có PH* = 7,1
 Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng:
Hàm lượng cặn sau khi làm thoáng được tính theo công thức:
C*max = C0max + 1,92× [Fe2+] + 0,25M (mg/l)
Trong đó:
-

C0max : Hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước nguồn trước khi làm thoáng

= 12 (mg/l)
M : Độ mầu của nước nguồn - tính theo độ Cobal
⇒ C*max = 12 + 1,92× 22 + 0,25× 8 = 56,24 (mg/l)
-

Vì C*max > 20 (mg/l) và công suất trạm xử lý = 12000 (m3/ngđ) nên ta dùng bể lắng
tiếp xúc ngang.

c. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi làm thoáng
Sau khi làm thoáng, độ PH trong nước giảm nên nước có khả năng mất ổn định, vì
vậy ta phải kiểm tra độ ổn định của nước. Độ ổn định của nước được đặc trưng bởi trị số
bão hoà I xác định theo công thức sau:
I= PH* - PHs
Trong đó:
-

PH* : Độ PH của nước sau khi làm thoáng, theo tính toán ở trên ta đã có PH * =

-

PHs : Độ PH ở trạng thái cân bằng bão hoà CaCO 3 của nước sau khi khử Fe 2+,

7,05
được xác định theo công thức sau:
PHs =f1(t0)- f2(Ca2+)- f3(Ki*)+ f4(P)
Trong đó:
-

f1(t0): Hàm số nhiệt độ của nước sau khi khử sắt

-

f2(Ca2+): Hàm số nồng độ ion Ca2+ trong nước sau khi khử sắt

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

3

-

f3(Ki*): Hàm số độ kiềm Ki* của nước sau khi khử sắt

-

f4(P) : Hàm số tổng hàm lượng muối P của nước sau khi khử sắt

Tra biểu đồ Langlier ta được:
-

t0 = 20 0C => f1(t0) = 2,1

-

[Ca2+] = 74,5 (mg/l) => f2 (Ca2+) = 1,85

-

Ki* = 2,928 (mgđl/l) => f3(Ki*) = 1,5

P = 410,35 (mg/l) => f4(P) = 8,835
Như vậy, PHs = 2,1 − 1,85 − 1,5 + 8,83 = 7,58
-

⇒ I = PH* − PHs = 7,1 – 7,58 = − 0,48
Nhận thấy rằng  I = 0,48 < 0,5 nên sau khi khử Fe 2+ nước nguồn ở trạng thái ổn
định
Từ các tính toán như trên ta chọn lựa các công trình chính trong dây chuyền:

Clo

Nước nguồn

Làm
thoáng tự
nhiên

Lắng tiếp
xúc
ngang

Lọc nhanh

Khử trùng
Bể chứa
nước
sạch

II.

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ, CẤU TẠO VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRONG

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
1. Công trình làm thoáng tự nhiên
Để làm thoáng tự nhiên ta sử dụng giàn mưa, sau đây ta sẽ đi tính giàn mưa.
a. Tính diện tích giàn mưa
Diện tích mặt bằng giàn mưa được tính theo công thức:
Q
F=

(m2)
qm
Trong đó:
-

Q: Công suất Trạm xử lý (m3/h)
qm: Cường độ mưa tính toán. Theo quy phạm ta có = 10 ÷ 15 (m3/m2-h). Chọn
qm = 12 (m3/m2-h) ta có:

Theo thiết kế, Q = 12000 (m3/ngđ) = 500 (m3/h)
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

4


⇒F =

500
= 38,6 ≈ 40 (m2)
13

Thiết kế bốn giàn mưa, diện tích mỗi ngăn giàn mưa là: f =
Thiết kế mỗi ngăn giàn mưa với a = 6 (m) ⇒ b =

f

a
Vậy mỗi ngăn giàn mưa được thiết kế = 6 × 3,3 (m)

40

= 20 (m2)
2

= 3,3 (m).

Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc cần thiết xác định như sau:
G
Ftx =
K × ∆CO2tb
Trong đó:
K : Hệ số tách khí, chọn vật liệu tiếp xúc lầ than cốc có đường kính trung bình
d = 24 (mm) ⇒ xác định được K = 0,075 ứng với t = 200C
∆CO2tb : lực động trung bình của quá trình khử khí, được tính như sau:
Cmax- Ct
∆CO2tb =
(kg/m3)
2300× lg Cmax
Ct
2+
Với Cmax = 1,64× Fe + Cđ = 1,64× 22 + 21,5 = 57,58 (mg/l)
57,58- 20,1
tb
⇒ ∆CO2 = 2,3× lg 57,58= 35,65(kg/m3)
20,1
-

-

G : Lượng CO2 tự do cần khử (kg/h) được tính như sau:
C ×Q

G= l
(kg/h)
1000

Với: Cl - lượng CO2 tự do đơn vị cần khử để tăng độ PH của nước sau khi làm thoáng
lên 7,5.
Cl = 1,64× Fe2+ + (Cđ − Ct ) (mg/l)
Fe2+ = 22 (mg/l)
Cđ = 21,5
Ct = Cbđ×β × γ (mg/l)
Ứng với PH = 7,2 và K = 3,72 ⇒ Cbđ = 21,5(mg/l). Với P = 410,35 (mg/l) ⇒ β =
0,935. Ứng với nhiệt độ của nước t = 200C⇒ γ = 1.

⇒ Ct =21,5× 0,935× 1 = 20,1 (mg/l)
Như vậy Cl = 1,64× 22+ (21,5− 20,1)
= 37,48 (mg/l)
C × Q 37,48
× 500
⇒G = l
=
= 18,74 (kg/h)
1000
1000
Do đó:

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

5

Ftx =

18,74
= 7 (m2)
0,075
× 35,65

Khối tích lớp vật liệu tiếp xúc là: W =

Ftx
ftx

Tra bảng Đặc tính lớp vật liệu lọc ta có: ftx = 120 (m2/m3)
7
⇒W =
= 0,0583 (m3)
120
Do diện tích tiếp xúc của lớp vật liệu tiếp xúc quá nhỏ nên không cần dùng lớp vật
liệu tiếp xúc, thay vào đó ta dùng 2 sàn đập Bê tông được bố trí như hình vẽ.

0,8 m

0,7 m

Cl2

1,0 m

b. Tính giàn ống phun mưa
Qtr¹m 500

Q=
=
= 250 (m3/h)
N
2
 Chọn cống chính
Chọn vận tốc nước chảy trong giàn ống chính là V = 1 (m/s) ta có:
2
Q = ω× V = πd × V
4
4× 250
4× Q
⇒d =
=
= 0,297 (m)
3,14× 3600
π ×V

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

6


Ta lấy dchính = 0,3 (m) = 30 (mm) ⇒ V = 0,98(m/s)
 Chọn cống nhánh
Vận tốc đảm bảo trong khoảng 1,2 ÷ 2 (m/s)
Thiết kế 18 ống nhánh, đường kính mỗi ống là φ nhánh = 50 (mm), lưu lượng nhánh là:
250
Qnhánh =
= 3,8× 10-3 (m3/s)

18× 3600
Diện tích ngang ống nhánh là:
2
2
ω = πd = 3,14× (0,05) = 1,9625× 10-3 (m2)
4
4
3,8
Q
⇒ Vn =
=
= 1,93 (m/s) ⇒ thoả mãn điều kiện.
ω 1,9625

Khoảng cách giữa các ống nhánh là:
6- 0,3× 2
x=
= 0,675 (m)
8
Trên các ống nhánh đục các lỗ φ10 thành 2 hàng hướng xuống dưới và nghiêng so
với phương nằm ngang một góc 450. Diện tích một lỗ là:
2
2
F1lỗ = πd = 3,14× (0,01) = 7,85× 10-5 (m2)
4
4
∑ Flç
Mặt khác, theo quy phạm ta có:
= 0,25 ÷ 0,5. Lấy tỷ số = 0,5 ta có:
FcèngchÝnh

2
2
Fống chính = πd = 3,14× (0,3) = 0,07 (m2)
4
4
⇒ Σ Flỗ = 0,5× 0,07 = 0,035 (m2)

Số lỗ phải khoan là:
n=

∑ Flç

18× Flç

=

0,035

= 24 (lỗ) ⇒ lấy n = 24(lỗ).
18× 7,85× 10- 5

2. Tính toán bể lắng tiếp xúc ngang
a. Diện tích bể lắng
Dùng bể lắng ngang thu nước ở cuối bể, diện tích mặt bằng bể là:
Q
F = 3,6× u × α (m2)
0

 Q : Công suất trạm , Q = 500 (m3/s)
u

 α=

0

u 0

V

tb

(1) là hệ số kể đến ảnh hưởng của dòng chảy rối trong vùng lắng.

30

Trong đó:
-

u0 : Tốc độ lắng cặn, lấy bằng 0,6 (mm/s)
Vtb : Vận tốc trung bình chuyển động ngang của dòng nước. Vtb = K× u0

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

7


Với K: hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài và chiều cao của bể lắng. Chọn

L
=
H

10 ⇒ K = 7,5⇒Vtb = 7,5× 0,6 = 4,5 (mm/s). thay lại công thức (1) ta có:
0,6
4,5 = 1,333
α=
0,630
500
× 1,333≈ 308 (m2)
Như vậy,
F=
3,6× 0,6
b. Chiều rộng bể lắng
Chiều rộng của bể lắng được tính theo công thức:
Q
B = 3,6× V × N × H
tb

Trong đó:
-

H: Chiều cao vùng lắng, H = 2,5 (m)

-

N: Số bể lắng, lấy N = 2 bể.

Khi đó:
B=

500

≈ 6,0 (m)
3,6× 4,5× 2× 2,5

Chia mỗi bể thành 2 ngăn, chiều rộng của một ngăn là bn =

B 6,0
=
= 3,0 (m)
2
2

c. Chiều dài bể lắng
Theo cách chọn như trên, chiều dài bể lắng là:
L = 10× H = 10× 2,5 =25 (m)
Chọn hai vách ngăn đặt cách tường 1,5 (m). Sử dụng phương pháp cặn trượt về phía
đầu bể (hố thu cặn đặt ở phía đầu bể).
d. Tính hệ thống phân phối nước vào bể
Để phân phối và thu nước đều trên toàn bộ diện tích bề mặt bể lắng ta đặt các vách
ngăn có đục lỗ ở đầu và cuối bể.
Thiết kế hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính toán là 0,3 (m) – theo quy
phạm là 0,3÷ 0,5 (m).
Đặt vách ngăn phân phối nước vào bể cách đầu bể một khoảng 1,5 (m).
Diện tích của vách ngăn phân phối nước vào bể là:
Fngăn = bn× (H0 − 0,3) = 3,0× (2,5 − 0,3) = 6,6 (m2)
Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn của bể là:
500
qn =
= 125 (m3/h) = 0,0347 (m3/s)
2,0× 2,0
Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là:

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

8


qn

Σflỗ 1 = V

lç1

=

0,0347
= 0,1157 (m2)
0,3

Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể là:
qn
0,0347
Σflỗ 2 = V =
= 0,0694 (m2)
0,5
lç2
Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất d 1 = 0,06 (m), diện tích một lỗ là
f1lỗ = 0,00285 (m2)
⇒ Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ nhất là:
0,1157
F

n1 = ∑ lç1 =
= 42 (lỗ)
0,00284
f1lç
Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn thu nước d 2 = 0,05 (m), diện tích một lỗ là
f1lỗ = 0,00196 (m2)
⇒ Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ nhất là:
0,0694
F
n1 = ∑ lç2 =
= 36 (lỗ)
0,00196
f1lç
Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 7 hàng dọc và 6 hàng ngang, khoảng cách giữa
2,5- 0,3
các lỗ theo hàng dọc là: ∆dọc =
= 0,36 (m)
6
3
Khoảng cách giữa các lỗ theo hàng ngang là: ∆ngang = = 0,43 (m)
7
e. Tính diện tích vùng chứa cặn
Thể tích vùng chứa cặn được tính toán theo công thức:
T × Q( Mc - m)
W0 =
(m3)
δc
Trong đó:
-

T: Thời gian giữa hai lần xả cặn, do hàm lượng cặn nhỏ nên lấy T = 96 (giờ)

-

Q: Lưu lượng nước vào bể lắng, Q = 500 (m3/h)

-

m: Hàm lượng cặn trong nước sau khi lắng, m = 10 (mg/l)
δc: Nồng độ trung bình của cặn nén sau thời gian T, lấy δc = 10000 (g/m3)
Mc: Tổng hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, Mc = 56,24 (mg/l)
96 × 500( 56,24- 10)
⇒
W0 =
= 221,9 (m3)
10000

f. Chiều cao vùng chứa và nén cặn
Chiều cao vùng chứa và nén cặn được tính theo công thức:
W
221,9
hc = 0 =
= 0,72 (m)
308
F
g. Chiều cao bể lắng
Chiều cao bể lắng được xác định theo công thức:
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

9

Hbể = HL + hc + hbảo vệ
Trong đó:
-

HL : Chiều cao vùng lắng nước, HL =2,5 (m)

-

hbảo vệ : Chiều cao bảo vệ, lấy = 0,5 (m)

-

hc : Chiều cao tầng cặn
⇒ Hbể = 2,5 + 0,72 + 0,5 = 3,72 (m)
1,5 m

1,5 m

i = 0,02

3. Tính bể lọc nhanh trọng lực
Bể lọc được tính toán với 2 chế độ làm việc là bình thường và tăng cường.
Dùng vật liệu lọc là cát thạch anh với các thông số tính toán:
 dmax = 1,6 (mm)
 dmin = 0,7 (mm)
 dtương đương =0,8 ÷ 1,0 (mm)
Hệ số dãn nở tương đối e = 45%, hệ số không đồng nhất k = 1,8 ÷ 2,0
Chiều dày lớp vật liệu lọc = 1,2 (m)

Phương pháp rửa lọc: Gió nước kết hợp.

Đường ống dẫn nước thô tới bể lọc

Chế độ rửa lọc như sau: Bơm không khí với cường độ 18 (l/s.m2) thổi trong 2 phút sau

đó kết hợp khí và nước với cường độ nước 2,5 (l/s.m2) sao cho cát không bị trôi vào máng
thu nước rửa trong vòng 5 phút. Cuối cùngDẫn
ngừng
bơm lọc
không
tiếp tục
rửa nước
nước
về khí
nể và
chứa
nước
sạch
thuần tuý với cường độ 8 (l/s.m2) trong 5 phút.
Cấp nước rửa lọc

ống xả nước rửa lọc
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

10


a. Sơ bộ tính toán chu kỳ lọc
Thực tế độ rỗng của lớp cát lọc thường bằng 0,41 ÷ 0,42, lấy 0,41.

Chiều dày lớp cát lọc lấy bằng 1,2 (m)
Vận tốc lọc nước tra theo bảng lấy V= 7 (m/h)
Khí đó thể tích chứa cặn của 1 (m3) cát lọc là:
1
V= × 0,41× 1= 0,1025 (m3)
4
Trọng lượng cặn trong 1 (m3) vật liệu lọclà:
Trọng lượng cặn chiếm 4% thể tích chứa cặn, tức là G = 40 kg/m3 × 0,1025 m3 = 4,1 (kg)
Tốc độ lọc 7 (m/h), lớp cát dày 1,2 (m), mỗi khối cát 1 giờ phải giữ lại được: 7× 10= 70
(g) hay bằng 0,07 (kG)
Để đảm bảo chất lượng nước, chu kỳ lọc là:
4,1
Tchất lượng =
= 58,57 (giờ) ,
0,07
Lấy chu kỳ lọc nhỏ hơn Tchất lượng bằng 48 (giờ), tức là 2 (ngày).
b.Tổng diện tích mặt bằng của bể
 Tổng diện tích mặt bằng của bể được xác định theo công thức:
Q
F = T × V - 3,6× W × t - a× t × V (m2)
bt

1

2

bt

Trong đó:
-

Q: Công suất trạm xử lý, Q = 12000 (m3/ngđ)

-

Vbt : Vận tốc ở chế độ làm việc bình thường, tra theo bảng lấy Vbt = 7 (m/h)

-

a : Số lần rửa bể lọc trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường, theo
tính toán ở trên có n= 0,5(lần/ngđ) và rửa lọc hoàn toàn bằng điều khiển tự động.

-

T: Tổng thời gian làm việc của bể lọc trong một ngày đêm, lấy T = 24 giờ

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

11


-

W: Cường độ nước rửa lọc lấy theo kết quả thí nghiệm tương ứng với từng loại
vật liệu lọc, lấy = 14 (l/s.m2) - TCVN 33.85

-

t1 : Thời gian rửa lọc, t1 = 0,1 (giờ)
t2 : Thời gian ngừng làm việc để rửa lọc, t2 = 0,35 (giờ)

12000
⇒
F=
≈ 74,2 (m2)
24× 7- 3,6× 14× 0,1- 0,5× 0,35× 7

 Số bể lọc được xác định theo công thức:
N = 0,5× F = 0,5× 74,2= 4,2 (bể)
⇒ Lấy 4 bể, khi đó diện tích của một bể là:
F
74,2
f=
=
=18,55 (m3)
N
4
Và diện tích xây dựng bể là 4,3× 4,3 (m2).

4,7 m

4m

 Tính toán kiểm tra tốc độ lọc tăng cường
Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc tăng cường được xác định theo công thức:
N
4
Vtc = Vtb×
= 7×
= 9,33 (m/h)
1 m N - 1 2 m4- 1 1 m

Thấy rằng 8 < Vtc<10 (m/h) nên đảm bảo yêu cầu.
c. Tính toán máng thu nước rửa lọcgió nước kết hợp
Chọn độ dốc đáy máng theo chiều nước chảy i = 0,01.
Khoảng cách giữa các tâm máng là 2 (m) < 2,2 (m)
Khoảng cách từ tâm máng đến tường là 1 (m)
Lưu lượng nước rửa một bể lọc là:
qr = F1b× W (l/s)
Trong đó:
-

W: Cường độ nước rửa lọc, W = 14 (l/s.m2)
F1b: Diện tích của một bể: F1b = 18,55 (m2)
⇒
qr = 14× 18,55 = 259,7 (l/s) = 0,2597 (m3/s)

Do một bể bố trí hai máng thu nên lưu lượng nước đi vào mỗi máng là:

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

12


q1m =

0,2597
=0,12985 (m3/s)
2

Chọn máng hình tam giác, ta đi tính toán máng dạng này.
Chiều rộng của máng

Được tính theo công thức:
Bm = K ×

5

qm2
(1,57+ a) 3

Trong đó:
qm : Đã tính toán ở trên = 0,12985 (m3/s)

-

a: Tỷ số giữa chiều cao hình chữ nhật và một nửa chiều rộng máng, a = 1,5 (quy
phạm là 1÷ 1,5)

-

K: hệ số phụ thuộc vào hình dạng của máng, với máng có tiết diện đáy hình tam

-

giác ta lấy K = 2,1
⇒

Bm= 2,1×

5

( 0,12985

) 2 = 0,5 (m)
(1,57+ 1,5) 3

Chiều cao của phần máng chữ nhật
1,5× Bm 1,5× 0,5
H1 =
=
= 0,375 (m)
2
2
Chiều cao của máng
H2 = H1 + 0,5× Bm = 0,375 +

1
× 0,5 = 0,625 (m)
2

Chiều cao toàn bộ máng
Hm = H2 + δm (m)
Trong đó: δm là chiều dày đáy máng, lấy δm = 0,1 (m)
Do đó Hm = 0,1 + 0,625 = 0,725 (m)
Kiểm tra khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc tới mép trên của máng thu nước được
xác định theo công thức:
h=

H× e
+ 0,25 (m)
100

Trong đó:

-

e : Độ trương nở của vật liệu lọc khi rửa, e = 45%

-

H: Chiều cao lớp vật liệu lọc (m)
1,2× 45
=> h =
+ 0,25 (m) = 0,79 (m)
100

Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm
cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,07 (m).

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

13


Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa là: H m = 0,725 (m) . Vì máng dốc về phía
máng tập trung 0,01, máng dài 4,7 (m) nên chiều cao máng ở phía máng tập trung là:
0,725 + 0,047 = 0,772 (m)
Do đó khoảng cách giữa mép trên lớp vật liệu lọc đến mép dưới cùng của máng thu
∆Hm phải lấy bằng:
∆Hm = 0,772 + 0,07 = 0,842(m)

0,5B

0,75B

B

Khoảng cách từ đáy máng thu tới đáy mương tập trung nước được xác định theo công
thức sau:
hm = 1,75×

3

q2m
+ 0,2 (m)
g× B2m

Trong đó:
-

qm : Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước; qm =qr = 0,2597 ( m3/s)

-

Bttm: Chiều rộng của máng tập trung , Theo quy phạm ko được < 0,6 (m)
chọn Bttm = 0,7 (m)

-

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/ s2

Vậy:
hm = 1,75×

3

2
0,2597

9,81× 0,72

+ 0,2 (m)

⇒ hm = 0,62 (m)
Chọn vận tốc nước chảy trong mương khi rửa lọc là 0,8 (m /s)
Tiết diện ướt của mương khi rửa là:

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

14


qr
( m2 )
Vk
0,2597
Fmương =
= 0,32 ( m2)
0,8
Fmương =

Chiều cao nước trong mương tập trung khi rửa là:
F
0,32

h= B =
= 0,46 (m)
0,7
m
Theo TTVN 33.85 đáy ống thu nước sạch ít nhất phải cách mực nước trong mương
khi rửa là 0,3m, vậy ta phải bố trí ống thu nước sạch có cốt đáy ống cách đáy mương một
khoảng

0,46 + 0.3 = 0,76 (m) .

d.Tính toán hệ thống rửa lọc
Bể được sử dụng hệ thống phân phối nước trở lực lớn là sàn chụp lọc. Rửa lọc bằng
gió và nước kết hợp.
Quy trình rửa bể:
Đầu tiên, ngưng cấp nước vào bể.
Khởi động máy sục khí nén, với cường độ 18 (l/s.m2), cho khí nén sục trong vòng 2
phút.
Cung cấp nước rửa lọc với cường độ 2,5 (l/s.m2), kết hợp với sục khí trong vòng 5
phút.
Kết thúc sục khí, rửa nước với cường độ 8 (l/s.m2) trong vòng 5 phút.
Cung cấp nước vào bể tiếp tục quá trình lọc và xả nước lọc đầu.
 Tính toán số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc đuôi dài, loại chụp lọc này có khe rộng 1 (mm).
Sơ bộ chọn 50 chụp lọc trên 1 (m2) sàn công tác, tổng số chụp lọc trong một bể là:
N = 50× F1b = 50× 18,55 = 928 (cái)
Sau pha rửa gió nước đồng thời, cường độ rửa nước thuần tuý là W = 12 (l/s.m2)
W 12
Lưu lượng nước đi qua một chụp lọc là: q =
=
= 0,24 (l/s) = 2,4× 10-4 (m3/s)

N 50
Lấy diện tích khe chụp lọc bằng 0,8% tổng diện tích sàn công tác, tổng diện tích khe
18,55
chụp lọc trong một bể = 0,8×
= 0,1484 (m2)
100
0,1484
Diện tích khe hở của một chụp lọc là: f1 khe =
= 1,59× 10-4 (m2)
928
Vận tốc nước qua khe của một chụp lọc khi đó là:
q
2,4 × 10 -4
V= f
=
= 1,5 (m/s) đảm bảo theo quy phạm.
1,59 × 10-4
1 khe

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

15


Vậy chọn 50 chụp lọc trong 1m 2 bể, khoảng cách giữa tâm các chụp lọc theo chiều
ngang và chiều dọc bể đều là 14,12 (cm).
Tổn thất qua hệ thống phân phối bằng chụp lọc là:
V 2K
hPP =
(m)

(Theo 6.114 TCVN 33.85)
2× g× µ
Trong đó :
- VK : Vận tốc nước qua chụp lọc; VK = 1,5 (m/s)
- µ : Hệ số lưu lượng của chụp lọc, vì dùng chụp lọc có khe hở nên µ =0,5
- g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
1,52
hPP =
= 0,229 (m)
2× 9,81× 0,5
 Tính toán các đường ống kỹ thuật
Đường ống dẫn nước rửa lọc
Công thức:
dr =

4× qr
(m)
π × Vr

Trong đó:
- qr : Lưu lượng nước rửa một bể lọc, qr = 0,2597 (m3 /s)
- Vr: Vận tốc nước trong đường ống, Vr = 1,5 (m/s)
4× 0,2597
=> dr =
= 0,47 (m)
3,14× 1,5
Ta chọn đường kính ống là 0,5 (m)
Hệ thống cấp khí
Cường độ rửa gió thuần tuý là: W = 18 (l/s.m2)
Vận tốc của gió trong ống là: V = 20 (m/s) (quy phạm là 15 ÷ 20 m/s)

⇒ Lưu lượng gió cung cấp cho một bể là:
qgió = W× F1b = 18 × 18,55= 333,9 (l/s) = 0,3339 (m3/s)
Đường kính ống dẫn gió chính:
4× q
giã =
dd =
π ×V

4× 0,3339
= 0,146 (m)
3,14× 20

Chọn ống dẫn gió có đường kính là: 0,15 (m)
Đường ống thu nước sạch tới bể chứa
Sử dụng một đường ống chung thu nước từ 4 bể lọc về bể chứa. Đường ống được đặt
ở trên cao trong khối bể lọc và xuống thấp khi ra khỏi khối bể lọc.

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

16


Đường kính ống từ một bể ra ống thu nước sạch chung là 0,15 (m). Vận tốc nước của
ống thu nước sạch chung là 1,2 (m/s)
Đường kính ống chung:
Dchung =

4× Q
(m)
π × Vc

Trong đó:
-

Q : Lưu lượng nước toàn trạm, Q = 12000 (m3/ngđ) = 500(m3/h) = 0,1388 (m3/s)

-

Vc : Vận tốc nước chảy trong ống, Vc = 1,2 (m/s)
4× 0,1388
4× Q
Dchung =
=
= 0,38 (m)
3,14× 1,2
π × Vc

Chọn đường kính ống là 0,35 (m). Kiểm tra lại tốc độ nước chảy:
4× 0,1388
4× Q
Vc = π × D
=
= 1,4 (m/s) > 1,2 (m/s)
chung
3,14× 0,352
Như vậy, đường kính ống là 0,35m là hợp lý.
Đường ống xả kiệt
Lấy đường kính ống là D100 (mm).
Đường ống xả rửa lọc
Lấy đường kính ống là D400 (mm).

e. Ttính toán tổng tổn thất áp lực khi rửa bể lọc
Tổng tổn thất qua sàn chụp lọc
Theo tính toán ở trên là: 0,229 (m)
Tổng tổn thất qua lớp vật liệu đỡ
hđỡ = 0,22× Lđỡ× W (m)
Trong đó:
-

Lđỡ :Chiều dày lớp sỏi đỡ dày = 0,2 (m)

- W : Cường độ nước rửa lọc = 14 (l/s.m2)
Vậy
hđỡ = 0,22× 0,2× 14 = 0,616 (m)
Tổn thất áp lực bên trong lớp vật liệu lọc
hVLL = ( a+ b × W) × hL
Trong đó:
-

a,b là các thông số phụ thuộc đường kính tương đương của lớp vật liệu lọc, với
dtđ = 0,9 (mm)

=> a = 0,16; b = 0,017

- hL : Chiều cao lớp vật liệu lọc = 1,2 (m)
Vậy
hVLL = ( 0,16+ 0,017 × 14) × 1,2
= 0,4272 (m)
Tổng tổn thất trên đường ống dẫn nước rửa lọc
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

17


∑h = hdd + ∑hCB
Trong đó:
-

hdd: Tổn thất trên chiều dài ống từ trạm bơm nước rửa đến bể chứa. Sơ bộ chọn
bằng 100 (m). Theo tính toán ở trên ta có lưu lượng nước chảy trong ống
qr = 0,1388 ( m3/s), đường kính ống Dchung = 300 (mm).

Tra bảng ta có 1000 i = 16,1

100
= 1,61(m)
1000
∑hCB : Tổn thất áp lực cục bộ trên van khoá, sơ bộ chọn ∑hCB = 0,3 (m)
hdd = i × L = 16,1 ×

-

∑h = 1,61 + 0,3 = 1,91 (m)

Vậy

f. Tính toán chọn bơm rửa lọc
Áp lực cần thiết của bơm rửa lọc được tính theo công thức:
hB = ∆h +∑hr+∑hdt + hdl (m)
Trong đó:
- ∆h : Độ chênh lệch hình học giữa mực nước thấp nhất trong bể chứa nước sạch tới

cao độ máng thu nước, được tính theo công thức:
∆h = ∇ MĐ− ∇ MNTN
+ hK + hS + hđ + hl + ∆Hm + Hm
BC
Với

∇ MĐ : Cốt mặt đất tại trạm xử lý; ∇ MĐ= 0.0 (m)
: Cao độ mực nước thấp nhất trong bể chứa, ∇ MNTN
= 0,5 (m)
∇ MNTN
BC
BC
hK

: Chiều cao hầm phân phối nước: hK = 1 (m)

hS

: Chiều dày sàn chụp lọc, hS = 0,1 (m)

hđ

: Chiều cao lớp vật liệu đỡ; hđ =0,2 (m)

hl : Chiều cao lớp vật liệu lọc; hl = 1,2 (m)
∆Hm : Khoảng cách từ mép dưới của máng phân phối đến lớp vật liệu
lọc, ∆Hm = 0,842 (m)
Hm : Chiều cao máng thu nước rửa lọc; Hm = 0,62 (m)
=> ∆h = 0 - 0,5 + 1 + 0,1 + 0,2 + 1,2 + 0,842+ 0,62 = 3,762 (m)
-

∑hr : Tổng tổn thất áp lực khi rửa lọc:
∑hr = hPP + hVLL+ hđ (m)

Theo tính toán ở trên ta có: ∑hr = 0,229 + 0,4272 + 0,616 = 1,2722 (m)
-

∑h: Tổng tổn thất trên đường ống dẫn nước rửa lọc:
∑h = 1,91 (m)

-

hdt : Áp lực dự trữ để phá vỡ kết cấu ban đầu của hạt vật liệu lọc, lấy h dt = 2 (m)

Tóm lại:
hB= 3,762 + 1,2722 +1,91 + 2 = 8,9 (m)
Để tiện cho tính toán, lấy hB = 9 (m).
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

18


Vậy chọn bơm nước rửa lọc có Qr = 0,2597 ( m3/s) và áp lực Hr = 9(m)
g.Chiều cao xây dựng bể lọc
Chiều cao xây dựng bể lọc được xác định theo công thức:
Hxd = hk + hS + hd + hl +hn + hBV
Trong đó:
-

hk , hS , hd , hl : là các hệ số đã được trình bày ở trên

-

hBV = 1 (m)

-

hn : chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc 2 (m)
⇒

Hxd = 1+ 0,1+ 0,2 + 1,2 + 2 + 1
Hxd = 5,5 (m)

1000

4
Lớp nước trên vật liệu lọc

2000

Lớp vật liệu lọc
842

1200
200
100

5500

Lớp vật liệu đỡ

Sàn chụp lọc

1000

Hầm thu nước

4. Tính toán sân phơi vật liệu lọc
Số lượng bùn tích lại ở bể lắng sau một ngày được tính theo công thức:
Q × (C - C )
1
2 (kg)
G1 =
1000
Trong đó:
-

G1: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lắng sau một ngày, (kg)

-

Q: Lượng nước xử lý, Q = 1200 (m3/ngđ)

-

C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m3)

-

C1 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, sau làm thoáng hàm lượng cặn
trong nước là:

C1 = 56,24(mg/l)

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

19


Vậy nên

G1 =

12000
× (56,24
- 10)
= 554,88 (kg)
1000

Số lượng bùn tích lại ở bể lọc sau một ngày được tính theo công thức:
Q × (C - C )
1
2 (kg)
G2 =
1000
Trong đó:
-

G2: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lọc sau một ngày, (kg)

-

Q: Lượng nước xử lý, Q = 12000 (m3/ngđ)

-

C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lọc, lấy bằng 3 (g/m3) (tiêu chuẩn là
không nhỏ hơn 3 g/m3)

-

C1 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lọc, lấy bằng lượng cặn đi ra khỏi bể

lắng, C1 = 10 (g/m3)
12000
× (10- 3)
Vậy nên
G2 =
= 88 (kg)
1000
Vậy tổng lượng cặn khô trung bình xả ra trong một ngày là G = G1 + G2= 638,88 (kg)
Tính sân phơi bùn có khả năng giữ bùn lại trong vòng 3 tháng.
Lượng bùn khô tạo thành sau 1 năm là:
Gnén = 638,88× 30× 12 = 229996 (kg)
Thiết kế sânphơi hình chữ nhật có tổng diện tích là 300 (m2).
Sau khi phơi, bùn đạt đến độ ẩm 60% nên khối lượng bùn khô sau khi phơi là:
229996
gkhô =
× 100 = 574992 (kg)
40
Lấy tỷ trọng bùn ở độ ẩm 60% là 1,2 (t/m3), thể tích bùn khô là:
g

574,9
kh«
Vkhô =
=
= 479 (m3)
γ
1,2
kh«
Chiều cao bùn khô trong sân là:
V
479
hkhô = kh« =
= 1,5 (m)
150
F
Trong thực tế cặn tạo thành đưa ra sân phơi nằm trong hỗn hợp với nước có độ ẩm
95% nên tổng lượng bùn loãng xả ra từ khối bể lắng và lọc trong một ngày là:
638,88
gloãng =
× 100 = 12777 (kg/ngđ)
5
Lấy tỷ trọng bùn ở độ ẩm 95% là 1,02 (t/m3), thể tích bùn loãng xả ra trong một ngày
là:

g
Vloãng =

lo·ng

γ

=

lo·ng

12,777
= 12,5 (m3)
1,02

Chiều cao bùn loãng trong sân là:
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

20


hloãng =

V

lo·ng

F

=

12,5
= 0,041 (m)
300

Vậy chiều dày của lớp bùn trong sân phơi là:

Hsân = hkhô + hloãng = 1.547 ≈ 1,6 (m)
Lấy chiều cao dự trữ = 0,22 (m), chiều dày lớp sỏi ở đáy hđáy = 0,3 (m) khi đó chiều
cao thành máng của sân phơi là 1,6 + 0,22 + 0,3 = 2,12 (m).
Thiết kế 2 sân phơi bùn có diện tích mỗi sân 150 (m2), kích thước:15× 10 (m2).
5. Tính toán bể điều hoà và bơm tuần hoàn nước rửa lọc
a.Lưu lượng tuần hoàn
Để đảm bảo khi bơm tuần hoàn làm việc gián đoạn, không ảnh hưỏng đén chế độ thuỷ
lực của các công trình xử lý, qth phải nằm trong khoảng
Có 5%Qtrạm =

5
× 500 = 25 (m3/h)
100

W
< qth < 5%Qtrạm.
24

Lượng nước rửa lọc trong một ngày
Do rửa gió nước đồng thời, pha rửa gió nước với cường độ 2,5 (l/s.m2) trong 5 phút,
pha sau rửa nước với cường độ 8 (l/s.m2) trong vòng 5 phút nên thể tích nước rửa một bể
2,5 × 60 × 5
12 × 60 × 5
×F+
× F = 4,35F (m3)
là:
Vr1 bể =
1000
1000
Theo trên ta có chu kỳ rửa lọc là một ngày rửa 2 bể nên lưu lượng nước rửa trong một

ngày:
W = 4,35× 13× 2 = 113,1 (m3)
W 113,1
⇒
=
= 4,7125 (m3/h)
24
24
Vậy chọn lưu lượng nước tuần hoàn qth = 10 (m3/h)
b.Thể tích bể điều hoà lưu lượng nước rửa
Thể tích bể điều hoà nước rửa được tính theo công thức:
V = n× Vr1 bể − n× qth× t
= 2× 4,35× 13 − 2× 10× 1 = 93 (m3)
(chọn thời gian giữa hai lần rửa các bể kế tiếp nhau là t = 1 giờ)
Thiết kế bể tròn cao 3 (m), đường kính bể 6,3 (m), diện tích mặt bằng 31 (m2).
6. Tính toán bể lắng đứng xử lý nước sau lọc
Diện tích bể lắng đứng được tính theo công thức:
Q
F = α× u (m2)
0

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

21


Trong đó:
- Q : Lưu lượng nước đến bể lắng từ bể điều hoà, Q = 10 (m3/h) ≈ 2,778× 10-3 (m3/s)
- u0 : Tốc độ lắng cặn, lấy bằng 0,0006 (m/s)
- α : Hệ số dự phòng kể đến việc phân phối nước không đều trên toàn bộ mặt cắt

ngang của bể. Lấy tỷ số giữa đường kính và chiều cao vùng lắng là D/H = 1,5 thì α
× 10- 3 = 6,95 (m2)
= 1,5 ⇒ F = 1,5× 2,778
0,0006
Do xây sựng bể lắng đứng có ngăn phản ứng xoáy hình trụ đặt ở giữa nên đường kính
bể là:
D=

4× (F + f)
(m)
π

Trong đó:
-

F : Diện tích vùng lắng = 6,95 (m2)

-

f : Diện tich sbề mặt ngănphản ứng, f =

Q× t
60× H × N

Với H : chiều sâu vùng lắng nước, lấy bằng 2,5 (m)
N :Số bể lắng = 1 bể
t : Thời gian lưu nước trong bể, lấy t = 20 phút (theo quy phạm là 15÷ 20 phút)
10× 18
⇒
f=

= 1 (m2)
60× 3× 1
4× (6,95+ 1)
⇒ D=
≈ 3,2 (m)
3,14
D 3,2
Tỷ số
=
= 1,28 < 1,5 nên đạt yêu cầu.
H 2,5
Vậy thiết kế bể lắng đứng có ngăn phản ứng xoáy hình trụ có D = 3,2 (m), cao 3 (m)
gồm một đường ống dẫn nước đến từ van xả nước rửa lọc và 2 đường ống, 1 dẫn cặn ra
sân phơi bùn và 1 đưa nước sau lọc quay trở lại trước bể lắng.
7. Tính toán bể chứa nước sạch cho trạm xử lý
Thiết kế bể chứa nước sạch có dung tích = 20% Qtrạm do đó dung tích bể:
20
Qbể =
× 8000 = 1600 (m3/ngđ)
100
Thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích 800 (m3/ngđ) với chiều cao mỗi bể là 4,2 (m)
800
Diện tích một bể là: F1bể =
= 190 (m2)
4,2
Vậy kích thước 1 bể là 13,8× 13,8 = 190,44 (m2) ≈ 190 (m2)
8. Tính toán khử trùng nước
a. Tính lượng Clo cần dùng

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

22


Phương pháp khử trùng nước bằng Clo lỏng, sử phụng thiết bị phan phối Clo bằng
Clorator.
Lượng Clo dùng để khử trùng lấy bằng 1,3 (mg/l)
Vậy tổng lượng Clo bao gồm cat lượng Clo đã dùng để Clo hoá sơ bộ là:
LCl = LKT + Lsơ bộ = 1,3 + 4,95 = 6,25 (mg/l) = 6,25× 10-3 (kg/m3)
Lượng Clo cần dùng trong một giờ là:
qCL2 = Q × LCl
Trong đó:
- Q: Công suất trạm xử lý, Qtrạm = 333,33 (m3/h)
- LCl : Được xác định ở trên = 6,25× 10-3 (kg/m3)
Vậy
qCL2 = 333,33× 6,25× 10-3 = 1,60 (kg/h)
Năng suất bốc hơi của một bình ở nhiệt độ không khí 200C là Cs = 0,7 (kg/h)
q
1,6
Cl
2 =
Do đó số bình Clo dùng đồng thời là: N =
= 2,3. Vậy dùng 2 bình Clo sử
0,7 0,7
dụng đồng thời.
Lượng nước tính toán cho Clorator làm việc lấy bằng 0,6 (m3/ kg.Clo)
Lưu lượng nước cấp cho trạm clo là:
Qcấp = 0,6 × qCL2 = 0,6 × 1,6 = 0,96 (m3/h) = 0,267 l/ s)
Đường kính ống:
D=

4× Q
4× 0,000267
=
= 0,024 (m)
π ×V
3,14× 0,6

Với 0,6 (m/s) là tốc độ nước chảy trong ống.
Lượng Clo dùng trong một ngày:
QCl2 = 24× qCL2 = 38,4 (kg/ngđ)
Lưu lượng nước tiêu thụ trong một ngày là:
Qcấp =0,96× 24 = 23,04 (m3)
Do đặc thù về vị trí địa lý của trạm xử lý gần khu vực sản xuất Clo nên chọn số bình
Clo dự trữ trong trạm đủ dùng trong 30 ngày.
Lượng clo dùng cho 30 ngày là :
QCl2 = 30× 38,4 = 1152 (kg)
Clo lỏng có tỷ trọng riêng là 1,43 (kg/l) nên tổng lượng dung dịch Clo là:
1152
QlỏngCl2 =
= 805,6 (l) ≈ 806 (l)
1,43
Chọn 3 bình clo loại 400 (l), 2 bình hoạt động và một bình để dự trữ.
Chọn thiết bị định lượng clo loại PC5, 2 Clorator có công suất 1,28 ÷ 20,5 (kg/l).
Trong đó có một Clorator dự trữ .
b. Cấu tạo nhà trạm
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

23

-

Trạm clo được xây cuối hướng gió

-

Trạm được xây dựng 2 gian riêng biệt: 1 gian đựng Clorato, 1 gian đặt bình clo
lỏng, các gian có cửa thoát dự phòng riêng.

-

Trạm được xây cách ly với xung quanh bằng các cửa kín, có hệ thống thông gió
thường xuyên bằng quạt với tần suất bằng 12 lần tuần hoàn gió. Không khí được
hút ở điểm thấp.

-

Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao, có bể chứa dung dịch trung hoà Clo, khi
có sự cố dung tích bình đủ để trung hòa.

-

Đường kính ống cao su dẫn Clo:
Q
dCl =1,2×
V

Trong đó:
- Q: Lưu lượng giây lớn nhất của khí Clo lỏng

Q=

h
4× qCl
4 × 1,6 × 10 −3
=
= 1,78× 10-6 (m3/s)
3600
3600

- V: Vận tốc trong đường ống, lấy V= 0,8 (m/s)
1,78× 10−6
dCl = 1,2×
= 1,79 (mm)
0,8
Ống cao su được đặt trong ống lồng có độ dốc 0,01 đến thùng đựng Clo lỏng, ống
không có mối nối.
9. Tính toán cao trình dây chuyền công nghệ
Mục đích
Đảm bảo nước trong trạm là tự chảy. Sơ bộ ta tính cao độ các công trình dựa vào tổn
thất. Chọn tổn thất áp lực trong các công trình theo TCVN 33.85.
-

Tổn thất từ bể lọc tiếp xúc tới bể chứa nước sạch: 1,0 (m)

-

Tổn thất từ bể lắng tiếp xúc tới bể lọc nhanh

: 0,6 (m)

-

Tổn thất trong bể lắng

: 0,6 (m)

-

Tổn thất qua bể lọc nhanh

: 3,0 (m)

Cốt mặt đất tại nơi xây dựng trạm: 60 (m)
a. Cốt mực nước
Cốt mặt nước trong bể lọc
∇ MNBL = 60 + hK + hS + hđỡ + h1 + hn
∇ MNBL = 60+ 1 + 0,1 + 0,2 + 1,2 + 2 = 63,5 (m)
Cốt mực nước trong mương thu nước sạch ở bể lọc
∇ MBL = 63,5 − 0,1 = 63,4 (m)
SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

24


Cốt mực nước cao nhất trong bể chứa nước sạch
BL
∇ MNCN
BCNS = ∇ M − 1 = 62,4(m)
Cốt mực nước trong mương thu nước của bể lắng

MNBL
∇M
+ 3+ 0,6= 63,5+ 3+ 0,6= 67,1(m)
L =∇
Cốt mực nước trong máng của bể lắng
∇ LMA = ∇ LM + 0,1 = 67,1 + 0,1 = 67,2 (m)
Cốt mực nước cao nhất trong bể lắng
∇ L = 67,1 + 0,6 = 67,7 (m)
b. Cốt xây dựng các công trình trong dây chuyền
Bể lọc
-

Chiều cao bảo vệ: 1,0 (m)
Cốt xây dựng cao nhất theo tính toán ở trên: ∇ BL
XD = 5,5 (m)

-

Cốt xây dựng đáy bể lọc: 60 (m)

Bể lắng tiếp xúc ngang
- Chiều cao bảo vệ: 0,5 (m)
- Cốt xây dựng cao nhất theo tính toán ở trên: ∇ BL
XD = 3,56 (m)
- Cốt xây dựng đáy bể lắng: 65 (m)
Bể chứa nước sạch
- Cốt cao nhất của bể chứa nước sạch:
MNCN
∇ BCNS
XD = ∇ BCNS + 0,5 = 62,4 + 0,5 = 62,9 (m), trong đó hbảo vệ = 0,5 (m)

Cốt đáy bể chứa nước sạch: 62,4 − 4,2 = 58,2 (m).

SV: NguyÔn ThÕ §¹i 47MN2 - Ms:6762.47

25